通过离子液体门控在单层至块体 MoTe2 中实现可逆电化学相变

过渡金属硫族化合物（TMDs）存在多种具有半导体、半金属和金属性质的晶体结构。这些相的动态调控对于相变存储器等下一代电子器件具有直接意义。在基于 Mo 和 W 的二元 TMDs 中，MoTe2 因其在半导体相（2H）与半金属相（1T'）之间具有最低的能量差（40 meV），从而可通过静电掺杂实现相变，而在电子应用中颇具吸引力。本文报道了在室温空气中利用离子液体电解质，在从单层到有效块体（73 nm）不同厚度的 MoTe2 中实现 2H 与 1T' 多晶型之间的相变。我们利用原位拉曼光谱发现了部分可逆的 2H-1T' 转变的一致证据，其中相变发生于 MoTe2 薄片的最顶层。我们发现转变电压具有厚度依赖性，较厚薄片需要更高电压以驱动相变。我们还通过观测 Te 金属沉积，提供了门控过程中存在电化学活动的证据。该发现表明 Te 空位的形成，已有报道指出其可降低 2H 与 1T' 相之间的能量差，可能有助于相变过程。我们发现块体材料表面层亦可实现相变，这表明该电化学机制无需孤立单层，且其影响可能比先前认为的更为广泛适用。